有机化学习题与答案(厦门大学)(30页).doc
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1、-有机化学习题与答案(厦门大学)-第 30 页有机化学习题与答案(厦门大学)第一章 绪论习题一、根据下列电负性数据:判断下列键中哪个极性最强?为什么?答案 解:(d)。因为HO键中电负性相差最大,所以极性最大。二、(a) F2、HF、BrCl、CH4、CHCl3、CH3OH诸分子中哪些具有极性键?(b) 哪些是极性分子? 答案 解:(a) 含极性键分子:HF、BrCl、CH4、CHCl3、CH3OH(b) HF、BrCl、CHCl3、CH3OH是极性分子。CH4不是极性分子,因为它分子中的各极性CH相互抵消。三、下列各化合物有无偶极矩?指出其方向。答案 四、根据O和S的电负性差别,H2O和H2
2、S相比,哪个的偶极偶极吸引力较强,哪个的氢键较强?答案 解:H2O的偶极偶极吸引力和氢键较强。 五、写出下列化合物的路易斯电子式。答案 六、把下列化合物由键线式改写成结构简式。七、下面记录了化合物的元素定量分析和相对分子质量测定的结果,请计算它们的化学式。(1) C:65.35%,H:5.60%,相对分子质量 110(2) C:70.40%,H:4.21%,相对分子质量 188(3) C:62.60%,H:11.30%,N:12.17,相对分子质量 230(4) C:54.96%,H:9.93%,N:10.68,相对分子质量 131答案 八、写出下列化学式的所有的构造异构式。答案 第一章 绪论
3、习题(1)1、什么是烃、饱和烃和不饱和烃?点击这里看结果解 分子中只含碳、氢两种元素的有机化合物称烃。烃分子中碳原子之间仅以单键相互连接成链的称为饱和烃,也称烷烃。烷烃中碳链为开链的称开链烷烃,而碳碳之间连接成环的称环烷烃。烃分子中除碳碳单键外,还含碳碳双键(C=C)或碳碳叁键(CC)的称为不饱和烃。 2、什么是烷基?写出常见的烷基及相应的名称。点击这里看结果解 当烷烃分子中去掉一个氢原子,生成的一价原子团称为烷基。常见的烷基有:3、给下列直链烷烃用系统命名法命名 点击这里看结果 解 1. 3-甲基-3-乙基-6-异丙基壬烷2. 2,6-二甲基-3,6-二乙基辛烷3. 3-甲基-4-乙基已烷4
4、. 2,5,6-三甲基辛烷5. 2,6,6-三甲基辛烷6. 5-甲基-5-乙基-4-异丙基-7-仲丁基十一烷烷烃的命名是先取代基后母体,取代基按顺序规则,优先基团后出现的原则排列在母体名称的前面。相同取代基必须合并,表示取代基位置的阿拉伯数字必须写在相应取代基前面,阿拉伯数字与汉字之间必须用半字格一短横“-”隔开,阿拉伯数字之间用逗号“,”分开。4、什么是伯、仲、叔、季碳原子,什么是伯、仲、叔氢原子?点击这里看结果 解 在烷烃分子中,某碳原子仅与一个其它碳原子相连接时称该碳原子为伯碳原子,当与两个其它碳原子相连接时称该碳原子为仲碳原子,当与三个及四个其它碳原子相连接时,分别称为叔碳原子和季碳原
5、子。伯、仲、叔碳原子上所连接的氢原子分别称为伯氢、仲氢和叔氢。5、写出己烷的所有异构体,并用系统命名法命名。点击这里看结果 6、写出符合下列条件的烷烃构造式,并用系统命名法命名: 1.只含有伯氢原子的戊烷2.含有一个叔氢原子的戊烷3.只含有伯氢和仲氢原子的已烷4.含有一个叔碳原子的已烷5.含有一个季碳原子的已烷6.只含有一种一氯取代的戊烷7.只有三种一氯取代的戊烷8.有四种一氯取代的戊烷9.只有二种二氯取代的戊烷点击这里看结果 解对相应烷烃各异构体中伯、仲、叔、季碳原子及伯、仲、叔氢原子的确证及对各异构体中氢原子的化学环境的比较是解此题的关键。7、写出2-甲基丁烷和2,2,4-三甲基戊烷的可能
6、一氯取代物的结构式,并用系统命名法命名。点击这里看结果 解 2-甲基丁烷的构造式为分子中具有四种不等价的氢原子,所以当氯取代时可以生成四种不同的一氯取代物:分子中也具有四种不等价的氢原子,同样可以生成四种一氯化取代物:8、写出分子中仅含一个季碳原子、一个叔碳原子和一个仲碳原子及多个伯碳原子的最简单的烷烃的可能异构体。点击这里看结果 解 根据季碳、叔碳和仲碳的定义,必须具有如下的状态:其中游离价表示必须与其他碳原子相连接。要符合最简单烷烃的要求,首先它们之间必须互相连接,剩余的游离价再用最小的烷基(甲基)饱和。季、叔、仲碳互相连接的方式有如下方式:季仲叔,季叔仲,叔季仲因此,其相应的烷烃为:9、
7、用折线简式表示下列化合物的构造:1. 丙烷2.丁烷2. 异丙烷 4. 2,2-二甲基丙烷5. 2,3-二甲基丁烷6. 3-乙基戊烷7. 3-甲基-1-氯丁烷8. 3,4,5-三甲基-4-丙基庚烷9. 2,5-二甲基-4-异丁烷庚烷10. 5-(3-甲基丁基)癸烷点击这里看结果 解:折线简式又称拓扑式,它是最简单的表示有机化合物构造式的方式。其中每个拐点及端点都表示碳原子,氢原子省去不写,但杂原子必须标出。10、写出分子中含甲基最多的分子式为 和 的烷烃的紧缩结构式及相应的折线简式。点击这里看结果 解 叔丁基是含甲基最多的烷基,因此根据题意 的结构式为 ,其紧缩式为 相应的折线简式为 在上述结构
8、式的任意碳碳键之间插入 ,即得到含甲基最多的 的结构式 ,其紧缩式为 ,相应的折线简式为 。 11、将下列烷烃按照沸点由高到低的顺序排列,然后与手册核对。点击这里看结果解 烷烃为非极性分子,其沸点主要决定于分子量大小和在相同分子量时,分子中支链的多少。12、用Newman投影式表示2,3-二甲基丁烷的各交叉式和重叠式构象异构体,并比较其相应能量。 点击这里看结果 第一章 绪论习题(2)13、某烷烃分子量为114,在光照下与氯气反应,仅能生成一种一氯化产物,试推出其结构式。 点击这里看结果解 烷烃的通式为,所以12n + 2n +211414n112 n8。该烷烃的分子式为。由于只能生成一种一氯
9、化产物,说明该烷烃中的十八个氢原子是等性的,所以其结构为14、以甲烷的溴化为例,讨论反应中过渡态和的状态。并画出相应的能级图。 点击这里看结果 解:中碳原子为 杂化状态,呈平面构型,孤电子在垂直于碳原子所在平面的轨道上。能级图为15、比较下列自由基的稳定性:点击这里看结果 解 其稳定性次序为:烷基自由基的稳定性有如下规律: 16、以起一卤化反应为例,在同一坐标图上表示出伯、仲、季、叔氢原子被卤化时生成过渡态和相应自由基的能线图,并简要说明不同氢原子在卤化时的相对活性。点击这里看结果 解 根据Hammond假定,在这一步反应中,生成相应自由基前的过渡态更接近于自由基。叔碳自由基最稳定,相应的能量
10、最低,伯碳自由基最不稳定,相应的能量最高。仲碳自由基居中。因此生成叔碳自由基前的相应过渡态的能量最低,生成伯碳自由基前的相应过渡态的能量最高,而仲碳居中,其相应的活化能的大小为 。由此可知其卤化时的氢的活性为:叔氢仲氢伯氢。17、将2-甲基丁烷进行一氯化反应,已知其四种一氯化产物和相应的百分含量如下:推算伯、仲、叔氢原子被氯取代的活性比。 点击这里看结果 解:18、利用上题中得到的烷烃中伯、仲、叔氢在氯化时的活性比,求氯化时得到的各一氯化产物的相对含量比。 点击这里看结果 解 不同一氯化产物的相对含量与他们相应的原子数和活性比有关。伯氢/仲氢6/43:2其活性比为伯氢:仲氢1:4所以1-氯丁烷
11、的相对量为 2-氯丁烷的相对量为 19、如果烷烃溴化时,其相对氢原子溴化的活性比为伯氢:仲氢:叔氢1:18:1600。请计算2-甲基丙烷溴化时各一溴取代物的相对比。 点击这里看结果 解 伯氢/叔氢9:1所以 2-甲基-1-溴丙烷的相对量为:2-甲基-2-溴丙烷的相对量为:20、在实验室欲从(1)异丁烷制备卤代叔丁基,(2)新戊烷制备卤代新戊烷,从前面三题的结果分析,其卤化剂应选择Cl还是Br,并说明原因。点击这里看结果 解 (1)应选择Cl,因为溴的选择性比氯高。(2)可以选择Cl或Br。因为新戊烷分子中只有一种伯氢原子。若考虑氯比溴活泼,且价格便宜,因此选择 可能更好些。21、简要说明甲烷氯
12、化比全氘代甲烷(CH4(CD4))氯化的速度要快约20倍的原因。 点击这里看结果解 由于氯化的链增长的第一步为:相对而言是反应速度慢的一步,在这一步要打断键,而 键的键能比 键的键能大,因此 在氯化时需要的反应活化能 要比 氯化时的大,反应活化能大,则反应速度就慢,所以甲烷氯化要比全氘代甲烷氯化快。22、硫酰氯()可被用作烷烃的氯化剂,当用过氧化物() 作为引发剂时,可产生二氧化硫,试写出在过氧化物引发下,烷烃被硫酰氯氯化的反应机理。点击这里看结果 解 过氧化物很容易发生氧氧键的均裂,产生烷氧基自由基。所以氯化机理为: 23、当2-甲基丙烷与四氯化碳在叔丁基过氧化物引发剂作用下,于130140
13、反应,可得到2-甲基-2-氯丙烷及三氯甲烷,试提出可能的反应机理。点击这里看结果 解:24、在50时,四乙基铅能引发甲烷与氯气按自由基机理起烷烃的氯化反应,试写出其可能的机理。点击这里看结果 解 四烷基铅中的键能很弱,很容易发生均裂,产生相应的自由基。其反应机理可能为:第二章 烷烃自测题选择题(共15小题,每题2分)1.下列自由基最稳定的是() A. B. C. D.E.最不稳定的是: 2. 下列自由基稳定性由大到小的顺序是() A. dcba B. abcd C. bacd D. cbda3. 在光照条件下CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)CH3与Cl2反应,可能的一氯产物有几种()
14、A.3 B.4 C.5 D.64.2-甲基丁烷在室温光溴代,相对含量最高的是() A. B. C. D. 5. 下列沸点最高的是() A.辛烷 B.2,2,3,3-四甲基丁烷 C.3-甲基庚烷 D.2,3-二甲基戊烷 E.2-甲基己烷沸点最低的是: 6. 下列化合物中熔点最高的是() A.3-甲基庚烷 B.正辛烷 C.2,2,3,3-四甲基丁烷 D.2,3-二甲基己烷沸点最高的是: 7. 下列化合物中含有伯、仲、叔、季碳原子的是() A.2,2,3-三甲基丁烷 B.2,2,3-三甲基戊烷 C.2,3,4-三甲基戊烷 D.3,3-二甲基戊烷8. 下列化合物中含有伯、仲、叔氢的是() A.2,2,
15、3,4-四甲基戊烷 B.2,3,4-三甲基戊烷 C.2,2,4-三甲基戊烷 D.正庚烷窗体底端第三章环烷烃习题一、用系统命名法命名下列化合物:答案 1,2,4三甲基环己烷答案 1,1-二甲基-3-异丙基环戊烷答案 2-甲基-3-环丙基庚烷答案 1-甲基-3-环丁基环戊烷答案 2-甲基-1-乙基-3-碘环己烷答案 反-1,4-二甲基环己烷答案 R-1,顺-2,反-4-三甲基环戊烷答案 R-1,反-2,顺-3-三甲基环己烷答案 二环4.1.0庚烷答案 二环3.2.0庚烷答案 二环1.1.1戊烷答案 6-甲基-3-溴二环3.2.0庚烷答案 2,7,7-三甲基二环2.2.1庚烷答案 1,2,4-三甲基
16、二环4.4.0癸烷答案 螺3.4辛烷答案 4-甲基螺2,4庚烷答案 1,1-联环丁烷答案 三、试推测出桥环烃中二环和三环化合物的通式:解答 桥环烃是指共用两个或两个以上碳原子的多环化合物。判断是二环或三环的方法是将桥环烃中相关碳碳键断裂开,使之变为开链化合物,需断裂两次碳-碳键才能转变为开链化合物的桥环烃称二环,需断裂三次碳-碳键的称为三环,因此二环具有二个不饱和度,其通式为CnH2n-2,三环具有三个不饱和度,其通式应为CnH2n-4。四、写出下列各化合物可能的构型构体。11,3二甲基5氯环己烷。解答 21甲基5氯3溴环己烷。 解答 五、写出的可能构型异构体。解答 六、写出下列各组化合物的优
17、势构象式,并进行适当讨论。 1顺 和反1甲基4溴环己烷。 2顺 和反1叔丁基4溴环己烷。 3顺1,3二甲基顺5溴环己烷和顺1,3二甲基反5溴环己烷。 七、画出下列化合物最稳定的构象式: 1.1甲基1正丙基环己烷 2.顺1甲基4叔丁基环己烷 在此构象中有二个 (e),二个 ()键,如果将此构象翻转成另一构象,同样得二个 ()和二个 (e)键,只是原来的e,键互换,但翻转后的构象中却有严重的 / 1,3-相互作用,所以翻转后构象不如前者稳定。八、比较下列各组化合物的燃烧热大小。 解答:各组相对应的化合物都互为异构体(构造、构型或构象),具有相同的碳、氢原子数,所以完全燃烧后得到相同摩尔数的CO2和
18、H2O,回到相同的能量基准线上,因此比较各组化合物的相对稳定性(位能高低)就可以得出其燃烧值的相对大小。1.2.3. 4. 十、判断下列环烃化合物的结构是否正确?为什么?解答 其中(c)和(d)是错误的,它们分别为三元环与六元环,四元环与五元环以反式稠合在一起,这在空间上是做不到的,而顺式稠合却不受环大小的影响,所以(a)是正确的。(e)和(f)是较大的环以反式稠合,是做得到的,也是正确的。(b)是螺环,不受环大小的影响,所以(b)也是正确的十一、写出下列化合物的相应构象式: 解答 这里黑点仅表示靠近观察者的H的投影,或者说是指向环平面上方的H。在明确这个意义后,再根据相应构型写出其构象式就不
19、容易写错,因此, 十二、画出1,3-二叔丁基环己烷的构象式。 1,3-二叔丁基环己烷有顺和反两个异构体,在顺-1,3-二叔丁基环己烷的构象式中,二个叔丁基都占在 e 键上,成为它的稳定构象,即 但在反-1,3-二叔丁基环己烷的椅式构象中,其中一个叔丁基必须占在 键上,由于叔丁基是个很大的基团,与3,5-位上H()的相互作用,导致很大的跨环张力,使这种构象不稳定,这时反-1,3-二叔丁基环己烷将取船式构象式。即 这时二个叔丁基处于能量较低的 e 键上。 十三、写出甲基环己烷一溴取代产物的可能异构体。 甲基环己烷中有五种不同化学环境的氢,所以一溴化可得五种构造异构体,又由于环状的1,2;1,3;1
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